深基坑冰層水下爆破施工技術(shù)

深基坑冰層水下爆破施工技術(shù)1前言近年來水下爆破技術(shù)在航道疏浚運河開挖港口探深橋墩基礎(chǔ)開挖和水下隧道施工中被廣泛應(yīng)用東北地區(qū)具有特殊的地理位置和嚴酷的氣候條件該地區(qū)橋梁基坑開挖水下爆破施工一般安排在融冰后實施結(jié)合既有橋梁深水基礎(chǔ)施工經(jīng)驗開發(fā)了冰層下水下爆破施工技術(shù)采用小范圍冰層爆破技術(shù)和考慮冰層介質(zhì)影響的水下爆破技術(shù)融冰前進行橋梁水下基坑開挖施工增加了可施工作業(yè)時間縮短了總工期并得到成功應(yīng)用，加快了施工進度，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。以此為基礎(chǔ)，提煉形成本技術(shù)。2技術(shù)特點在我囯北方橋梁深水基坑施工中采用冰層水下爆破施工，可以將橋梁開工時間提前至融冰前進行，增加年度有效作業(yè)時間。本在水下爆破施工中充分考慮了冰層介質(zhì)的影響施工時首先進行破冰爆破，然后進行水下爆破，在冰層條件情況下完成橋梁深水基礎(chǔ)的水下爆破施工。本技術(shù)采用簡易冰上爆破平臺、跟管鉆進、套管裝藥、雙線起爆等技術(shù)，使冰下水下爆破不受碎冰、淤泥等影響，施工快速、方便，能夠保證工程質(zhì)量、安全。3適用范圍用于流水速度不大于12m的橋梁深水基礎(chǔ)水下爆破施工。4技術(shù)原理水下爆破過程中炸藥爆炸在水中激發(fā)沖擊波荷載氣泡脈動荷載以及空化效應(yīng)的二次加載其作用機理復(fù)雜因為多了中間介質(zhì)水的影響其中鉆孔裝藥起爆方法都變得復(fù)雜而冰體在高速應(yīng)變率荷載的作用下呈現(xiàn)脆性對于水下爆破通過水介質(zhì)傳遞能量而破壞冰層接近藥包爆炸加載時的冰層破壞主要是爆炸氣體膨脹形成的多次加載水介質(zhì)所產(chǎn)生的破壞作用,并且表現(xiàn)出明顯的脆性破壞特征當冰層厚小于m時以水為約束介質(zhì)的最佳爆破作用系數(shù)取值范圍為1.8～2.2；冰層下藥包接近爆炸的最佳炸藥單耗是冰層內(nèi)藥包爆破的1/2。5施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程5.2施工操作要點5.2.1施工準備圖5.1冰下爆破施工工藝流程圖1對現(xiàn)場進行勘測，探明水下地形、地質(zhì)情況，并繪出地形圖。2在爆破施工前，修建完成便道，施工用水用電接通，鋼平臺加工及安裝等工作。3辦理爆破施工手續(xù)，采購爆破物品。4進行技術(shù)和安全交底。5..2爆破設(shè)計根據(jù)工程施工條件地質(zhì)情況爆破面積深度等確定鉆孔方式和爆破施工的各種參數(shù)。與一般水下爆破相比，主要考慮以下兩個方面：1爆破破時爆破作用系數(shù)（a為孔間距Rw為爆破抵抗線取1～2.2；炸藥位于冰層下15hh為冰層厚度；炸藥單耗3～.4k/3。2水下爆計算炸藥單耗時，采用瑞典設(shè)計方法：qq1q2q3q4式5.2.2-1式中：——基本單耗；q2——爆區(qū)上方水壓增量；q2＝0.01h2；h2——水深，m；q3——爆區(qū)上方覆蓋層增量；q3＝0.02h3；h3——覆蓋層（淤泥或土、砂，冰層按一半厚度計入）厚度，m；q4——巖石膨脹增量；q4＝0.02h；h——梯段高度，m。3計算得出鉆孔設(shè)計參數(shù)。4根據(jù)鉆孔設(shè)計要素表，對擬爆破的承臺繪制爆破布孔圖。根據(jù)安全計算確定一次最大起爆用藥量，確定段數(shù)并選擇雷管類型，形成水下爆破裝藥設(shè)計表。5.2.3破冰爆破破冰爆破采用冰下懸浮方式，孔間距5m，單孔裝藥量7.5kg，一次起爆量按安全計算，不大于100kg且不大于兩段。破冰面積控制在二次爆破作業(yè)范圍內(nèi)。鉆孔可采用地質(zhì)鉆機，導(dǎo)爆管電起爆。5.2.4簡易爆破鉆孔平臺1平臺設(shè)計水下爆破鉆孔采用2臺XJ-100型地質(zhì)鉆機鉆孔，鉆機連帶鉆架的重量約為800kg。平臺可采用鋼管制作，鋼管直徑為1m，設(shè)計入水深度約50cm。平臺寬度8m，長度按作業(yè)鉆機數(shù)量確定，2臺鉆機時，長度可取18m。2平臺加工1）應(yīng)選用定尺鋼管，采用二氧化碳保護焊進行鋼管連接和管口密封焊接，并做密水試驗。2）平臺拼接：將焊接好的鋼管采用20#槽鋼橫向連接成一個施工平臺。將槽鋼按照設(shè)計要求焊接在鋼管上。槽鋼與鋼管焊接時在接縫處用Φ8鋼筋進行幫焊。3平臺、鉆機就位水中，并初步就位。采用全站儀測量放線，確定孔位位置，然后采用纜繩將平臺固定。5.2.5測量定位格按照爆破設(shè)計中的孔位、孔徑進行定位。5.2.6鉆孔鉆孔孔徑100mm，采用垂直鉆孔，跟管鉆進施工。采用φ110mm鋼套管穿過淤泥、未清除的覆蓋層，并隨鉆頭鉆進采用壓力跟管至套管進入巖層20cm。然后鉆頭鉆進直至設(shè)計高度。別注意確定前排孔抵抗線滿足設(shè)計。5.2.7清孔每鉆進50cm時進行一次清孔，清孔采用高壓水清孔。5.2.8裝藥并安裝引爆體1爆破器材檢查：裝藥前首先對運抵現(xiàn)場的爆破器材進行驗收檢查，數(shù)量是否正確質(zhì)量是否完好，雷管是否同廠、同批、同牌號的電雷管。2制藥：根據(jù)各孔標高爆破工先將爆藥預(yù)裝好，將炸藥裝入外徑85mm，壁厚為2mm的塑料管內(nèi)，將兩端密封裝入塑料套管中。裝藥采用間隔空氣裝藥。為了防止炸藥在水中上浮，在炸藥加工時在塑料管端頭預(yù)先裝少量砂，然后再裝炸藥。起爆藥包安裝2按設(shè)計間距綁在竹片上，并理順雷管引線。3安裝保護套管當孔鉆好后，從套管內(nèi)取出鉆桿，裝入Φ90mm的塑料套管，其塑料套管長度?。阂欢说娇椎?，一端高出水面50～60cm。4裝藥通過PVC管將帶藥包的竹片安裝至孔內(nèi)，把帶炸藥的竹片放到孔底。當裝藥困難時，進行，并做好裝藥的原始記錄，包括每孔裝藥量、出現(xiàn)的問題及處理措施。5連線聯(lián)中去，全部雷管分成兩個串聯(lián)支路進行連接。5.2.9堵塞應(yīng)防止堵塞懸空，保證堵塞材料的密實，不得將導(dǎo)線拉得過緊，防止被砸斷、破損。5.2.10起爆1雷管及延期時間的選取期爆破。取間隔時間50～100ms。起爆順序由外向內(nèi)逐排起爆，分成10～16段。2網(wǎng)絡(luò)形成一次最多起爆藥孔個數(shù)5～6個，為起到縮短同段延期爆炸時間誤差，增強起爆力的效2條獨立的起爆線路。每個藥孔中各用2個同段雷管、雷管引爆炸藥和導(dǎo)爆索。3按爆破方案設(shè)置起爆警戒，然后進行裝藥、連線，采用非電導(dǎo)管起爆網(wǎng)絡(luò)，采用脈沖起爆器引爆。挖渣、檢查不到位應(yīng)安排補爆。6材料與設(shè)備6.1主要爆破器材1采用同時具有較好的抗水、抗壓、抗凍、抗?jié)B性，適用于較為復(fù)雜條件下的爆破。2猛度高，抗水性能強、安全性能好等特點，適合于水下鉆孔爆破。6.2主要設(shè)備、材料配置冰層水下爆破主要設(shè)備、材料按表6.2配置。冰層水下爆破主要設(shè)備、材料配置表序號名稱及型號數(shù)量備注1XJ-100型地質(zhì)鉆2臺222m長臂挖機1臺3RC220挖掘機1臺4簡易鉆孔平臺1個5乳化炸藥6t6雷管840發(fā)7導(dǎo)爆索550m8導(dǎo)爆管500m9麻繩500m10鋼芯電纜線300m11鉆頭100個12高壓水泵1臺13XJ-100型地質(zhì)鉆2臺7質(zhì)量控制措施7.1質(zhì)量標準7.1.1施工圖設(shè)計；7.2《路工程質(zhì)量檢驗評定標準；7.3《路橋涵施工技術(shù)規(guī)范。7.2質(zhì)量控制要點7.2.1鉆孔位置誤差小于5cm,裝藥孔底高程誤差小于50cm。7.2.2要特殊說明，由設(shè)計人員處理。7.2.3廠、同批、同牌號的電雷管，對不合格的爆破器材堅決不能使用。7.2.4裝藥人員，應(yīng)嚴格按爆破設(shè)計藥量裝藥，用木質(zhì)炮棍和準備好的填塞物封孔。7.2.5認真做好每個炮孔的堵塞工作，保證堵塞長度和堵塞質(zhì)量。7.2.6將電爆網(wǎng)路中的接頭用絕緣膠布包裹好，嚴防短路。7.2.7應(yīng)由專人負責各區(qū)段和其間的爆破網(wǎng)路連接，并檢查連接后的網(wǎng)路參數(shù)。7.2.8嚴格按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》要求控制承臺基礎(chǔ)的尺寸和標高。8安全管控措施8.1建立健全安全生產(chǎn)管理機構(gòu)，嚴格安全教育及入場管理，完善安全管理制度。8.28.3嚴格執(zhí)行爆破作業(yè)安全制度及爆破作業(yè)相關(guān)規(guī)定。8.4爆破物品進行防水處理并對爆破物品進行抗水、抗壓爆破試驗，檢測電雷管電阻值，非電導(dǎo)爆管檢查外觀有無受損；爆破器材、起爆器、歐姆表進行性能測試。8.5爆破時采用小于設(shè)計一次起爆用藥量1～2進行爆破，同時進行地震震速監(jiān)測，有重要水下水工構(gòu)筑物要進行水擊波監(jiān)測。8.6水下電爆網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)線和保護繩，采用具有足夠強度，防水性和柔韌性較好的絕緣線作電爆網(wǎng)路的導(dǎo)線。8.7雷雨、視線不明（霧天、晚嚴禁進行裸爆施工。8.8爆破器材管理安全措施：8.1爆物品管理應(yīng)嚴格《民爆條例《細則有關(guān)規(guī)定和當?shù)毓膊块T的要求執(zhí)行，具體做法是：1炸藥、雷管運輸先辦手續(xù)，由專車運送，分車裝運，派專人押送。2炸藥、雷管使用當天由倉庫運到現(xiàn)場，裝藥完畢，剩余炸藥、雷管當天退回倉庫。3嚴格領(lǐng)發(fā)、清退手續(xù)，指定專人造冊登記，做到帳物相符，不出差錯，不遺失，不流落社會。8.8.2爆炸物品使用應(yīng)遵守以下規(guī)定1制作和裝填藥包過程中不準抽煙，場外設(shè)臨時警戒人員，嚴禁外人入內(nèi)；2制作藥包應(yīng)按設(shè)計規(guī)定的藥量，不準隨意增減，不同重量的藥包，不同段別的雷管要分別放置，防止出現(xiàn)差錯；3向孔內(nèi)裝填藥量，將藥包輕輕送入孔底，填塞時先輕后重，力求填滿搗實，防止損傷腳線；4線路聯(lián)網(wǎng)時，按規(guī)定操作，防止聯(lián)錯、漏接，保證可靠起爆。8.9爆破飛石的預(yù)防措施對于爆破飛石效應(yīng)，可采取以下預(yù)防措施：8.9.1布孔前詳細測量爆體尺寸，確保實際最小抵抗線不小于設(shè)計值。8.9.2使最小抵抗線方向避開重點保護目標，指向開闊區(qū)。8.9.3根據(jù)巖石性質(zhì)和具體的地質(zhì)條件確定合理的裝藥量、裝藥集中度和單耗藥量。8.9.4加強填塞質(zhì)量，填塞長度應(yīng)大于最小抵抗線或30倍孔徑。8.10禁止一切無關(guān)人員進入爆破現(xiàn)場，并在爆破區(qū)域周圍設(shè)置警戒標志。8.11警戒人員至少應(yīng)在起爆前半小時到指定地點上崗，按計劃斷絕各通往或經(jīng)過爆破位上做其他事情。8.128.3在爆破作業(yè)時，根據(jù)B672-003《爆破安全規(guī)程，爆破時必須同時發(fā)出聲響和視覺信號使危險區(qū)的人員都清楚地聽到和看到采用預(yù)告信號起爆信號解除警戒信號三級信號制度。8.14爆破后的安全檢查8.14.1施工爆破后由安全員進行安全檢查，檢查是否發(fā)生盲炮，如果有盲炮應(yīng)立即進行排除。8.14.2爆破所產(chǎn)生的盲炮未排除前，任何非排盲炮船舶不能駛?cè)氡茀^(qū)域，各警戒船舶和警戒人員不能撤離警戒區(qū)域。8.14.3經(jīng)施工安全檢查員檢查確認后,施工爆破區(qū)域已經(jīng)確保安全，經(jīng)施工現(xiàn)場負責人同意，方準重新開始施工作業(yè)。9環(huán)保措施9.1將《環(huán)境影響評價報告》及周圍實際環(huán)境狀況作為編制《施工組織設(shè)計》和分階和活動，制定相應(yīng)管理制度。9.2采用8＃非電毫秒延期導(dǎo)爆管雷管，進行微差爆破，以減小水沖